הקפסולה של באומן: מבנה, היסטולוגיה, תפקודים - אנטומיה ופיזיולוגיה

באומן של קפסולה מייצג המגזר הראשוני של רכיב צינורי של נפרון, יחידת תפקודי anatomo של הכליות שבה מבוצעת התהליכים לייצור שתן שבה תורם כליה לשימור הומאוסטזיס של אורגניזם.

זה נקרא לכבודו של רופא העיניים והאנטומיסט האנגלי סר וויליאם באומן, שגילה את קיומו ופרסם לראשונה בשנת 1842 את תיאורו ההיסטולוגי.

איור של נפרון (מקור: יצירות אמנות מאת הולי פישר באמצעות ויקימדיה Commons)

יש מעט בלבול בספרות בנוגע למינויים של הקטעים הראשוניים של הנפרון, כולל הקפסולה של באומן. לעיתים הוא מתואר כחלק שונה מהגלומרולוס ומהווה עימו את גופת הכליה, ואילו עבור אחרים הוא מתפקד כחבר בגלומרולוס.

לא משנה אם בתיאורים אנטומיים הקפסולה היא חלק או חלק מהגלומרולוס, העובדה היא ששני היסודות קשורים כל כך הדוק במבנהם ובתפקודם עד כי המונח גלומרולוס מתעורר אצל מי שחושב עליו את הרעיון של כדור כדורי עם כליו. .

אם לא, הקפסולה תהיה פשוט כלי קיבול לתוכו מוזרק הנוזל המסונן לגלומרולוס, אך אין לו חלק בתהליך הסינון הגלומרולרי עצמו. וזה לא המקרה, שכן הוא, כפי שנראה, חלק מתהליך זה אליו הוא תורם בדרך מיוחדת.

מבנה והיסטולוגיה

הקפסולה של באומן דומה לתחום זעיר שהקיר שלו פולש לתחום כלי הדם. בפתיחה זו חודרת הכמוסה על ידי כדור הנימים, שמקורו בעורק העורק האפרנסי, ומספק דם לגלומרולוס, משם יוצא גם העורק הזרע, השואב דם מהגלומרולוס.

הקצה הנגדי של הקפסולה, הנקרא עמוד השתן, נראה כאילו בקיר הכדור יש חור שאליו קצה הקטע הראשון שיוזם את התפקוד הצינורי עצמו, כלומר הצינור המפותל הפרוקסימלי.

הקיר החיצוני של הקפסולה הוא אפיתל שטוח ונקרא אפיתל פריאטאלי של הקפסולה של באומן. זה משתנה במבנה על ידי מעבר לאפיתל הצינור הפרוקסימלי בעמוד השתן ולאפיתל הקרביים בקוטב כלי הדם.

האפיתל הפולשני נקרא Visceral מכיוון שהוא מקיף את הנימים הגלומרולריים כאילו היו קרביים. זה מורכב מתאים שנקראים פודוציטים המחבקים, מכסים אותם, את הנימים ויש להם מאפיינים מאוד מסוימים.

הפודוציטים מאורגנים בשכבה יחידה, ופולטים הרחבות המתחלפות עם הרחבות של הפודוציטים הסמוכים, ומשאירות רווחים ביניהם הנקראים נקבוביות חריץ או חריצי סינון, שהם פתרונות המשכיות למעבר הפילטרט.

מבנה הכליה ונפרון: 1. קליפת הכליה; 2. מוח; 3. עורק כליות; 4. ורידי כליות; 5. שופכן; 6. נפרונים; 7. arteriole אפטרנטית; 8. גלומרולוס; 9. הקפסולה של באומן; 10. צינורות וצרור הנלה; 11. נימים פריטולריים (מקור: קובץ: Physiology_of_Nephron.svg: Madhero88 קובץ: KidneyStructures_PioM.svg: Piotr Michał Jaworski; PioM EN DE Plderivative: Daniel Sachse (Antares42) באמצעות Wikimedia Commons)

הפודוציטים ותאי האנדותל שהם מכסים מסנתזים קרום מרתף עליו הם נשענים ובו יש גם פתרונות המשכיות למעבר מים וחומרים. תאי האנדותל מוגדרים ומאפשרים סינון.

אז שלושת האלמנטים האלה: אנדותל נימי, ממברנה מרתף ואפיתל קרביים של קפסולה של באומן, מהווים יחד את הממברנה או את מחסום הסינון.

מאפיינים

הקפסולה קשורה לתהליך הסינון הגלומרולרי. מצד אחד, מכיוון שהוא חלק מכיסוי האפיתל של הפודוציטים העוטף את הנימים הגלומרולריים. זה גם תורם לסינתזה של קרום המרתף עליו נשענות אפיתל זה ואנדותל הנימי הגלומרולרי.

שלושת המבנים הללו: אנדותל נימי, ממברנה מרתף ואפיתל קרביים של קפסולה של באומן, מהווים את קרום הסינון המכונה או המחסום, ולכל אחד מהם מאפייני חדירות משלו התורמים לסלקטיביות הכוללת של מחסום זה.

בנוסף, נפח הנוזל החודר לחלל של באומן, יחד עם מידת הנוקשות המנוגדת לדופן הקפסולרית החיצונית, קובע את התפתחותו של לחץ תוך-קפסולרי התורם לאפנון לחץ הסינון האפקטיבי ולדחיפת הנוזל לאורך צינור משויך.

קובעים בעוצמת הסינון הגלומרולרי

משתנה האוסף את גודל תהליך הסינון הגלומרולרי הוא מה שנקרא נפח סינון גלומרולרי (GFR), שהוא נפח הנוזלים שמסונן דרך כל הגלומרוליות ביחידת זמן. הערך הרגיל הממוצע שלו הוא כ 125 מ"ל / דקה או 180 ל 'ליום.

עוצמתו של משתנה זה נקבעת מנקודת המבט הפיזית על ידי שני גורמים, כלומר מה שמכונה מקדם סינון או אולטרה-סינון (Kf) ולחץ הסינון האפקטיבי (Peff). כלומר: VFG = Kf x Peff (משוואה 1)

מקדם סינון (Kf)

מקדם הסינון (Kf) הוא תוצר המוליכות ההידראולית (LP), המודד את חדירות המים של קרום במיל / דקה לכל שטח יחידה ויחידת לחץ נסיעה, פעמים כשטח השטח (A) של קרום הסינון, כלומר Kf = LP x A (משוואה 2).

גודל מקדם הסינון מציין את נפח הנוזל שמסונן ליחידת זמן ויחידת לחץ נהיגה יעילה. למרות שקשה מאוד למדוד ישירות, ניתן להשיג אותה ממשוואה 1, תוך חלוקת VFG / Peff.

ה- Kf בנימים גלומרולריים הוא 12.5 מ"ל / דקה / מ"מ"ג לס"ק / 100 גרם של רקמה, ערך שגובהו פי 400 מכפי ה- KF של מערכות נימי דם אחרות בגוף, בהן ניתן לסנן כ- 0.01 מ"ל / מ"ל. min / mm Hg לכל 100 גר 'רקמות. השוואה המציגה יעילות סינון גלומרולרית.

לחץ סינון אפקטיבי (Peff)

לחץ הסינון היעיל מייצג את התוצאה של הסכום האלגברי של כוחות הלחץ השונים המעדיפים או מתנגדים לסינון. יש שיפוע לחץ הידרוסטטי (ΔP) ומדרגת לחץ אוסמוטי (אונקוטי, ΔП) הנקבעת על ידי נוכחות חלבונים בפלזמה.

שיפוע הלחץ ההידרוסטטי הוא הפרש הלחץ בין פנים הנימי הגלומרולרי (PCG = 50 מ"מ כספ"ג) לחלל הקפסולה של באומן (PCB = 12 מ"מ כספית). כפי שניתן לראות, שיפוע זה מופנה מהנימה אל הקפסולה ומקדם את תנועת הנוזל בכיוון זה.

שיפוע הלחץ האוסמוטי מעביר נוזלים מלחץ אוסמוטי נמוך לגבוה יותר. רק לחלקיקים שאינם מסננים יש השפעה זו. חלבונים אינם מסננים. ה- PCB שלו הוא 0 ובגודל הנימי הגלומרולרי ה- PCG הוא 20 מ"מ. שיפוע זה מעביר נוזלים מהקפסולה לנימי הדם.

ניתן לחשב את הלחץ האפקטיבי על ידי הפעלת Peff = ΔP - ΔП; = (PCG-PCB) - (ПCG-ПCB); = (50-12) - (20-0); = 38-20 = 18 מ"מ כספית. לפיכך, יש לחץ סינון יעיל או נטו של כ 18 מ"מ ג"ג, שקובע GFR של כ 125 מ"ל / דקה.

אינדקס סינון (IF) של חומרים הקיימים בפלזמה

זהו אינדיקטור לקלות (או לקושי) שבו חומר בפלסמה יכול לחצות את מחסום הסינון. האינדקס מתקבל על ידי חלוקת ריכוז החומר בפילטר (FX) בריכוזו בפלזמה (PX), כלומר: IFX = FX / PX.

טווח ערכי ה- IF הוא בין מקסימום 1 עבור אותם חומרים המסננים בחופשיות, לבין 0 עבור אלה שאינם מסננים כלל. ערכי ביניים מיועדים לחלקיקים עם קשיים ביניים. ככל שהערך קרוב יותר ל -1, כך הסינון טוב יותר. ככל שיותר קרוב ל -0 כך הוא מסנן יותר קשה.

אחד הגורמים שקובעים את ה- IF הוא גודל החלקיק. בעלי קוטרים פחות מ- 4 ננומטר מסננים בחופשיות (IF = 1). ככל שהגודל מתקרב לזה של אלבומין, ה- IF מצמצם. חלקיקים בגודל אלבומין או גדולים יותר הם בעלי IFF של 0.

גורם נוסף התורם לקביעת IF הוא מטענים חשמליים שליליים על פני השטח המולקולרי. לחלבונים יש מטען שלילי רב, מה שמוסיף לגודלם כדי להקשות על סינוןם. הסיבה היא שלנקבוביות יש מטענים שליליים הדוחים את אלה של החלבונים.

הפניות

Ganong WF: תפקוד כלייתי והשתלה, בסקירה של הפיזיולוגיה הרפואית, מהדורה 25. ניו יורק, McGraw-Hill Education, 2016.
גיאטון AC, אולם JE: מערכת השתן, בספר הלימוד לפיזיולוגיה רפואית, מהדורה 13, AC גיאטון, אולם הול (עורכים). פילדלפיה, Elsevier Inc., 2016.
Lang F, Kurtz A: Niere, ב- Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31 ed, RF Schmidt et al (eds). היידלברג, שפרינגר מדיזין ורלאג, 2010.
Silbernagl S: Die funktion der nieren, ב- Physiologie, ed ed; R Klinke et al (eds). שטוטגרט, גאורג ת'יה ורלג, 2010.
Stahl RAK et al: Niere und ableitende Harnwege, ב- Klinische Pathophysiologie, 8 ed, W Siegenthaler (ed). שטוטגרט, ג'ורג 'תימה ורלאג, 2001.

הקפסולה של באומן: מבנה, היסטולוגיה, תפקודים - אנטומיה ופיזיולוגיה - 2025